Cellule robotisée CI 200 - Cetim

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Une cellule d'usinage robotisée
à l'évaluation
Quels sont le potentiel et les limites d’un robot d’usinage ? Pour y répondre, le Cetim et ses
partenaires débutent une campagne de tests pour jauger le potentiel d’une nouvelle solution
industrielle. Une action qui s’inscrit dans le cadre des grands projets fédérateurs du Cetim.
Les participants aux festivités
qui ont marqué le 25e anniversaire
de Staübli ne regrettent
pas d’avoir fait le déplacement à
Faverges (74) dans le fief hautsavoyard
du constructeur de
robots. Ils ont pu découvrir, avant
les autres aficionados de l’usinage
automatisé, une installation
avant-gardiste comportant un
robot Staübli, le RX 170HP, doté
d’une broche Precise capable
d’usiner à grande vitesse (17 kW
et 42 000 tr/min). Un dispositif
intégré dans une cellule conçue
et fabriquée par Arck Ingénierie,
une filiale du groupe Segula
Technologies.
« Tester le potentiel de
l’usinage avec un robot »
« La recherche de meilleures solutions
d’usinage robotisé connaît depuis deux
ou trois ans une attention particulière
et de nombreuses équipes cher-
➔ CLÉS
Six partenaires de choix
Plusieurs sociétés ont
apporté leur savoir-faire aux
travaux du projet d’usinage
robotisé lancé par le Cetim.
Staübli a adapté son
robot RX 170 à ce travail
particulier, Arck Ingénierie
(groupe Segula) a construit la
cellule et a intégré le robot,
Precise France a fourni la
broche d’usinage à grande
vitesse de 17 kW et 42 000
tr/min, Delcam travaille sur
la génération de la trajectoire
en 5 axes, tandis qu’Alma a
pris en charge la simulation
et le post processing.
CETIM INFOS I OCTOBRE 2007 I N° 200
chent l’installation miracle », précise
Christophe Desplatz, responsable
du projet au Cetim. Et d’ajouter :
« Le Centre technique des industries
mécaniques ne pouvait pas être absent
de ce développement plein de promesses.
» La démarche du Cetim et
de ses partenaires s’inscrit dans
le cadre des grands projets fédérateurs
lancés en 2003. « Il ne s’agit
pas cependant de remplacer la machine-outil,
mais de tester le potentiel de
l’usinage avec un robot pour voir jus-
qu’où l’utilisateur peut aller », expli-
que l’expert du Cetim. Source
de réduction de coûts, tant d’investissement
que d’exploitation,
le robot trouve déjà sa place dans
les ateliers pour assurer des opérations
de finition comme l’ébavurage,
le contournage, le
polissage... Mais il pourra attaquer
d’autres usinages ainsi que
des matériaux plus durs. Une
vraie réponse, donc, aux problèmes
que posent les délocalisations.
Cela intéresse hautement
les industriels. « Notre objectif est
d’aller plus loin et de viser des précisions
meilleures que celles assurées avec
les solutions actuelles », indique
Christophe Desplatz. Selon ce
spécialiste, le développement
assuré par les partenaires permet
d’envisager une amélioration
sensible de la précision actuelle
de l’usinage robotisé qui est d’environ
0,1 mm : « Les futurs essais
d’usinage démontreront si nous pouvons
atteindre des valeurs qui se rapprochent
de 0,01 mm, en sachant que
le RX 170HP a une répétabilité de
+/- 0,04 mm. » Staübli a déjà
réalisé de nombreuses applications
avec des broches montées
en bout du bras de différents
modèles de robot. Pour aller plus
loin et mener à bien ce projet, il
a été décidé de modifier et
Cetim, Chr. Barret
Selon Christophe Desplatz, du Cetim, la mobilité est
l'un des principaux avantages de l'usinage robotisé :
« Contrairement à la machine-outil, c’est le robot qui
va à la pièce et c’est un atout important. »
d’adapter le robot pour obtenir
une meilleure rigidité. « Ainsi,
une nouvelle fonderie a été conçue
pour intégrer directement la broche
d’usinage dans l’avant-bras », confirme
Jacques Dupenloup, responsable
technico-commercial chez
Staübli, chargé de ce projet. Un
développement qui a permis de
gagner plusieurs mois sur le programme
de recherche. Autre
modification importante : tous
les câbles et tuyaux de refroidissement,
de lubrification et d’alimentation
de la broche, compris
dans le harnais du robot, sont
situés à l’intérieur du bras pour
Staübli
éviter la moindre panne. Aux
solutions innovantes trouvées par
Staübli se sont ajoutés les développements
originaux d’Arck
Ingénierie qui a intégré le robot
dans une cellule spécifique.
« Nous travaillons sur plusieurs pistes
de développement à la fois », précise
Nicolas Bouvier, responsable
technique et d’unité d’automation
chez Arck Ingénierie. À
savoir, l’intégration du robot sur
ligne de production ou dans une
cellule, la détermination de la
stratégie d’usinage en fonction
de l’application, le développement
de la commande numéri-

que et la mise au point des
conditions de coupe (simulation,
couple outil et matière). Vaste
programme en perspective. La
filiale de Segula, qui n’est pas à
son premier coup d’essai dans ce
domaine, a conçu, dans son unité
d’Annecy (74), une cellule extrêmement
rigide pour éliminer les
résonances et les vibrations. « Le
bâti est soudé, stabilisé, usiné et rempli
de sable, explique cet expert
rompu depuis onze ans aux applications
robotisées. Il garantit une
liaison monobloc et rigide entre la table
machine et le robot. » Une cellule
qui dispose d’une table machine
en acier de 50 mm d’épaisseur
et d’un poids total de 9,1 tonnes.
« Nous avons mis en œuvre tout notre
savoir-faire accumulé à travers les six
applications de parachèvement ou de
perçage robotisé que nous avons déjà
réalisées pour les fonderies ou pour les
équipementiers automobiles », relève
le spécialiste. Et de poursuivre :
« Cette rigidité permet d’envisager
l’usinage des métaux plus durs. Pour
y arriver, nous allons exploiter différentes
solutions prévues par le
protocole de recherche, comme l’asservissement
en boucle fermée grâce à un
GPS ou à un laser traqueur. »
Le potentiel de la solution
”
”
L'AVIS D'ALAIN AUFFRET, DIRECTEUR TECHNIQUE DE PRECISE FRANCE
«
« La cellule se présente mécaniquement
sous les meilleurs auspices »
Staübli et Arck Ingénierie ont fait du très beau travail d’intégration et la cellule se présente
mécaniquement sous les meilleurs auspices », indique ce maître ès usinages. « Reste au
Cetim à faire les premiers copeaux pour se rendre compte de ses possibilités réelles.
Je crois, par ailleurs, que l’utilisation d’un asservissement en boucle fermée sera très utile
pour atteindre les précisions d’usinage que l’on vise. »
concoctée par les spécialistes
français, en réduction de coût,
mais aussi technologique, ne
laisse d’ailleurs pas indifférent.
Une dizaine d’industriels participent
au projet pour réaliser des
essais d’usinage dédiés à leurs
applications. « La mobilité de la
solution robotisée trouvera un champ
d’application dans la réparation ou la
maintenance des centrales nucléaires,
voire dans leur démantèlement, par
exemple », ajoute Christophe
Desplatz. Et il conclut : « Pouvoir
usiner au pied de la pièce intéressera
également les fabricants aéronautiques
ou ferroviaires car ils pourront usiner
Cetim, Chr. Barret
➔ À RETENIR
L'usinage robotisé
Contexte
- Investissement réduit
car le coût dépend de la
configuration choisie par
l’utilisateur : robot seul, robot
avec la cellule, robot avec
la cellule et les logiciels...
Le modèle de robot pourra
être plus petit, en fonction
du volume de la pièce et
des usinages à effectuer,
notamment pour des
domaines comme l’horlogerie.
L’ensemble de la cellule
ne devrait pas dépasser
cependant les 250 000
à 360 000 euros dans sa
configuration actuelle ;
- flexibilité ;
- facilité d’installation
(élimination des travaux de
génie civil) ;
- évolutivité.
Applications
Des tests d’usinage vont
être réalisés dans différents
matériaux : inox, Inconel,
aluminium, composite,
résine,… avec ou sans
lubrification. Les marchés
visés sont l’aérospatial,
l’industrie automobile, le
nucléaire, etc.
sur place des cellules d’avion ou des
wagons. Contrairement à la machineoutil,
c’est le robot qui va à la pièce et
c’est un atout important. »
Les premiers essais de la cellule
qui a été installée au Cetim à
Senlis ont démarré en septembre
2007 pour une durée de 24 mois.
Rendez-vous donc dans quelques
mois pour les premiers résultats…
■ ADP
➔
contact Christophe Desplatz
Tél. : 03 44 67 36 82
sqr@cetim.fr
N° 200 I OCTOBRE 2007 I CETIM INFOS
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